Physiologie Physikum an der Tierärztliche Hochschule Hannover

Surfactant sind Substanzen, die die alveoläre Oberflächenspannung verringern. 

An der Grenze zwischen dem alveolären Eptihel und dem Gas in den Alveolen herrscht eine Spannung, wie auch zwischen anderen Wasser-Gas-Grenzen. Wenn das Epithel der Alveolen mit einem Flüssigkeitsfilm nur aus reinem Wasser bestünde, würden die meisten Alveolen kollabieren, da die herrschende Kraft zu groß wäre. 

Um das zu verhindern besteht der Flüssigkeitsfilm nicht nur aus Wasser, sondern enthält oberflächenaktive Substanzen wie Phophatidylcholin und anderen Lipiden und Proteinen. 

interdigestiv = zwischen 2 Mahlzeiten 

Am Dünndarm tritt in der interdigestiven Phase der migrierende motorische Komplex auf (MMC). Er ist ein koordiniertes Mortalitätsmuster von Magen und Dünndarm. 

Dabei werden 3 Phasen durchlaufen.

Phase I :

- keine nennenswerten Kontraktionen (60 min)

Phase II : 

- unregelmäßige Segmentationskontraktionen und einzelne peristaltische Wellen zur Durchmischung und zum Abtransport einzelner Boli (15 min)

Phase III :

- hochfrequente, starke, lang anhaltende peristaltische Wellen (5-8 min)

- Putzeffekt 

- die letzten Reste werden in den Dickdarm gebracht 

- beim Ausbleibenden der Phase wird die Ausbreitung der Bakterien aus dem Dickdarm im Dünndarm begünstigt

- bei Katzen wird diese Phase ersetzt durch Riesenkontraktionen

Ein Zyklus wiederholt sich ungefähr alle 70-120 min, wobei ein neuer Zyklus beginnt, sobald der alte das Ileum erreicht. Es kann aber auch vorkommen, dass zwei Zyklen gleichzeitig ablaufen, also ein neuer Zyklus schon beginnt, obwohl der alte noch nicht beendet ist (häufig beim Schwein). 

Bei Karnivoren und Omnivoren setzten diese Kontraktionen nach längerem Fasten ein ( ca. 6 h nach Mahlzeit).

Bei Herbivoren setzt der MMC schon deutlich früher ein, beziehungsweise kehrt er ca. alle 90 min unabhängig der Mahlzeiten wieder, da Pflanzenfresser meist dauerhaft fressen. Die dritte Phase kann sogar im gefütterten Zustand auftreten. 

Die Ventilation kommt zustande durch die Volumenänderung des intrathorakalen Raumes. Diese entsteht durch die Rippenbewegungen (Brustatmung) und durch die Zwerchfellkontraktionen (Bauchatmung -> wirkungsvoller).

Bei der Ventilation unterscheidet man drei Phasen, die durch die unterschiedlichen Volumina des Raumes erzeugt werden:

Atemruhelage, zwischen zwei Atemzügen befinden sich die in- und exspiratorischen Kräfte im Gleichgewicht und der intrapulmonale Druck entspricht den Luftdruck

Inspiration / Einatmung 

- Bei einer kranialbewegung der Rippenbögen kommt es zu einer Vergrößerung des Thoraxquerschnitts nach lateral und zentral 

- Kontraktion des Zwerchfells führt zu einer Vergrößerung des Thoraxraums in Richtung des Bauchraums 

- der intrapulmonale Druck fällt ab -> Unterdruck in der Lunge 

- Luft strömt entlang des Druckgefälles in die Lunge 

Expiration / Ausatmung

- Kaudalbewegung der Rippenbögen verkleinert den Thoraxraum 

- Relaxation des Zwerchfells 

- erfolgt eher passiv durch die Rückstellkräfte

- Verkleinerung des intrapulmonale Drucks -> Überdruck in der Lunge

- Ausatmung

Die Bewegungen des Thorax werden auf die Lunge übertragen durch die Pleuren. 

Das liegt daran das der Pleuraspalt, zwischen Pleura parietalis der Wand und Pleura visceralis der Lunge, mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm gefüllt ist und völlig luftfrei. 

Der Flüssigkeitsfilm ist weder komprimierter noch dehnbar, daher folgt die Lunge gezwungenermaßen jeder Größen- und Formänderung des Thorax. 

Vorteil zur Verwachsung ist, dass die Lunge dennoch verschiebbar bleibt und so eine gleichmäßige Dehnung möglich ist.

Zur Aufrechterhaltung dienen die Epithelzelle, die Resorption und Sekretion der Flüssigkeit im Gleichgewicht halten. 

Außerdem ist der Druck in den Pleurakapillaren kleiner als der in der Atmosphäre oder im Alveolarraum, es können also keine Gasblasen entstehen. Und selbst wenn, können kleine Mengen an Gas resorbiert werden. 

Ein Pneumothorax ist die starke Ansammlung von Luft im Pleuraraum. Dies passiert als Folge von beispielsweise einem geplatzten Lungenblässchen, einem Riss in der Lunge oder größeren Brustkorbverletzungen. 

dadurch geht der Unterdruck in der Lunge verloren, und die Lunge fällt in sich zusammen bis auf ihre Eigenelastizität. 

Bei der Veränderung des Lungenvolumens müssen mechanische Widerstände überwunden werden. 

Dabei unterscheidet man in elastische und visköse Widerstände.

Die elastischen Atmungswiderstände sind sowohl während der Atemtätigkeit als auch in der Ruhephase wirksam. 

1. elastische Strukturen von Lunge und Thorax, also vor allem elastische Fasern

2. Oberflächenspannung der Alveolen, die an der Grenzfläche von Alveolarepithel und Alveolargas wirkt und durch Surfactant vermindert werden kann (siehe andere Karte)

Diese Spannungen führen dazu, dass die Lunge immer das Bestreben hat sich zu verkleinern.

Daher kann auch die normale Ruhe-Exspiration passiv erfolgen. 

Sie bestimmen die Ruhedehnungskurve der Lunge, sie sind also für die Beziehung zwischen Lungenvolumen und intrapulmonalem Druck verantwortlich, wenn kein Gasflow stattfindet. 

Die viskösen Atmungswiderstände sind nur während der Ventilation wirksam.

1. Strömungswiderstand der Atemwege (Resistance)

2. Gewebewiderstand entgegen plastischen Verformungen (machen nicht mehr als 10% aus)

Das sind die Widerstände die zusätzlich zu den elastischen überwinden werden müssen, wenn Gasaustausch stattfindet.